pendahuluan imunologi farmasi 2011.ppt

of 60/60
OVERVIEW KONSEP DASAR IMUNOLOGI Dr. Haris Budi Widodo, drg., M.Kes., A.P., SIP. Fakultas Kedokteran dan Ilmu Ilmu Kesehatan Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto 2011

Post on 14-Dec-2014

83 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

OVERVIEW KONSEP DASAR IMUNOLOGIDr. Haris Budi Widodo, drg., M.Kes., A.P., SIP.

Fakultas Kedokteran dan Ilmu Ilmu Kesehatan Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto 2011

Pengertian Imunologi Asal kata: Imunos (latin): dikecualikan Immunity (Inggris): terlindung dari infeksi Imunologi adalah ilmu yang mempelajari tentang imunitas atau kekebalan akibat adanya rangsangan molekul asing dari luar maupun dari dalam tubuh hewan atau manusia, baik yang bersifat infeksius maupun non infeksius. Pernyataan ini berkembang dengan pesat semenjak adanya pembuktian oleh Edward Jenner (1798).

Imunologi awalnya sbg cabang mikrobiologi, yang merupakan studi mengenai penyakit infeksi dan respon tubuh terhadap penyakit tsb. Contagion concepts dan germ theory mengenai penyakit dikemukakan: Girolamo Fracastoro kolega Copernicus (1546).

1798: Edward Jenner: Cowpox vaccination 1966: Henry N. Claman et al; Cooperation of T cell and B cell 1968: Hugh C Dohewrty and Rolf M. Zinkernagel: linkage of immune response genes to MHC genes 1978: Susumu Tonegawa: Immunoglobulin genes rearragement. 1983 James Allison et al: T cell reseptor 1984: Mark Davis and Tak Mark et al: T cell receptor genes

Manusia dan hewan mempunyai sistem pelacakan dan penjagaan terhadap benda asing yang dikenal dengan sistem imun, di mana dapat melindungi tubuh terhadap penyebab penyakit pathogen seperti virus, bakteri, parasit, jamur dan mikroba lainnya.

Tubuh setiap hari berhub dgn mikroba patogen, baik yg ada di ling (udara, air, tanah, dsb) maupun yg menempel pada tubuh (kulit, selaput lendir sal nafas, selaput lendir mata maupun yg masuk bersama makanan dan minuman) Daya tahan tubuh ditentukan oleh 2 hal: 1. Hal yang dpt mencegah masuknya (invasi) mikroba patogen dari luar 2. Hal-hal yang membuat bibit penyakit yg

Hal-hal yg mencegah invasi mikroba dari luar 1. Kulit yg utuh mrp benteng pertahanan terluar untuk mencegah masuknya mikroorganisme patogen 2. Gerak rambut getar, sekresi lendir pada sal nafas dan refleks batuk

3. Kelenjar air mata yg mengeluarkan lyzozyme yg dapat menghancurkan mikroba 4. Asam lambung (HCl) 5. Gerakan peristaltik usus 6. pH rendah pada vagina maupun urine

Hal-hal yg membuat mikroba yg sudah masuk jar tubuh menjadi tdk berdaya: Sistem imun terbagi menjadi dua yaitu sistem imun non spesifik (innate imunity) dan sistem imun spesifik (adaptive immunity). Kedua sistem ini yang melindungi tubuh dan mengeliminasi agen penyakit.

Pertahanan spesifik (cellular imunity) Dilakukan oleh leucosit, dengan cara fagositosis. Sel PMN, monosit, macrofag, limfosit Pertahanan spesifik (humoral immunity) Dilakukan oleh antibodi dan antitoksin, menahan serangan mikroba maupun terhadap toksinnya. Spesifik artinya: antibodi untuk melawan mikroba tertentu hanya bisa menahan serangan mikroba tertentu pula.

Gambaran umum pertahanan tubuhMekanisme Pertahanan Nonspesifik Mekanisme pertahanan spesifik Garis pertahanan ketiga

Garis pertahanan pertama

Garis pertahanan kedua

1. Kulit 1. Sel darah putih 1.Limfosit 2. Membrana fagositik 2.Antibodi mukosa 2. Protein 3. Sekresi dari kulit antimikroba dan membran 3. Respons mukosa peradangan

ORGANA LIMFATIKA

Organa Limfatika Primer: Timus & Bone merrow Sekunder: 1. Cincin waldeyer (KGB & tonsil) 2. Jaringan limfoid bronkus 3. KGB 4. Limpa 5. Lamina propria 6. KGB mesenterical 7. Plak Peyer 8. Jaringan limfoid genitourinaria

Definisi-definisi Antigen Antigen: zat yg dapat merangsang terbentuknya antibodi bila dimasukkan kedalam jar tubuh. Antigen adalah substansi yang dapat dikenali dan diikat dengan baik oleh sistem imun. Antigen dapat berasal dari organisme (bakteri, virus, jamur dan parasit) atau molekul asing bagi tubuh. Sifat antigen: 1. Merupakan makromolekul, dpt berupa polipeptida, polisakarida atau glikoprotein 2.Tidak mudah hancur atau terurai oleh cairan tubuh (darah, limfa, dsb).

3. Tidak setiap bagian dari antigen dapat berinteraksi dengan molekul sistem imun. Epitop

Bagian dari antigen yg secara langsung berikatan dengan molekul reseptor (seperti antibodi). Hal ini menandakan, bahwa antigen mempunyai beberapa epitop.

Hapten Molekul organik kecil yang dapat mengikat bagian reseptor antigen. Meskipun molekul ini kecil tetapi dapat menginduksi respon imun sendiri. Selain itu juga dapat menginduksi antibodi dengan titer yang tinggi jika diikatkan dengan carrier berupa protein yang mempunyai berat molekul tinggi atau polimer sintetik.

Major Histocompatability Complex (MHC) Di dalam tubuh mempunyai sistem marker glikoprotein yang dikode oleh gen yang dikenal dengan Histocompatability Complex (MHC). Molekul ini melekat pada permukaan membran sel terutama pada sel assesoris. Sifat MHC adalah polimorpisme, terdapat pada semua individu dan pada orang kembar (identical twins) mempunyai kombinasi protein MHC yang sama.

Protein tersebut sangat berperan dalam komunikasi antara sel dan respon imun dalam tubuh, termasuk kemampuan merespon tipe antigen. Molekul MHC terdiri dari 3 klas yaitu: MHC-I, MHC-II dan MHC-III. Setiap klas mempunyai peranan berbeda dalam regulasi imun.

Sel T dan Sel B Limfosit adalah sel darah putih kecil yang bertanggung jawab untuk meningkatkan respon imun secara efektif terhadap antigen. Sel ini mempunyai dua tipe yaitu sel T dan sel B. Pematangan sel T dan sel B di sumsum tulang belakang, meskipun pematangan sel T juga tergantung dari thymus. Sel B pada saat distimulasi oleh antigen, maka sel B akan merespon dengan cara sekresi antibodi terlarut (soluble antibody) yang mampu mengikat antigen spesifik yang dikenal dengan imunitas humoral (humoral immunity).

Sedang sel T bertanggung jawab dengan cara membangkitkan sel asosiasi imun lainnya (immune associated cells) atau langsung kontak dengan antigen, yang biasanya berupa sel asing, virus atau sel kanker, respon ini dikenal dengan imunitas seluler (cellular immunity).

Tipe atau subset sel B dan sel T sulit dibedakan secara mikroskop, sedang untuk membedakannya adalah terletak pada permukaan molekulnya. Biasanya yang digunakan untuk membedakan kedua sel tersebut adalah marker protein pada permukaan sel yang disebut Cluster of Deffrensiation (CD).

Marker protein yang dijumpai pada semua sel T adalah CD3, kecuali sel T supressor dan cytotoxic marker proteinnya adalah CD8, sedang sel T-helper marker proteinnya adalah CD4, dan pada sel B marker proteinnya adalah imunoglobulin M permukaan (Surface IgM) yang tidak dijumpai pada sel T

Sel T dan sel B mengenali antigen melalui reseptor antigen. Pada sel B reseptor antigennya merupakan molekul antibodi yang mengikat membran (IgM atau IgD). Ketika sel B mengikat antigen, maka sel B akan menjadi matang untuk memproduksi sel plasma. Selanjutnya sel plasma mensekresi antibodi yang spesifik terhadap antigen dan identik dengan reseptor yang original pada permukaan sel B.

Reseptor antigen pada sel T adalah merupakan immunoglobulin like molecule yang bereaksi dengan molekul MHC yang mengikat antigen di permukaan dengan baik. Jadi sel T pada saat aktif tidak memproduksi antibodi, tetapi memproduksi limfokin (lymphokines). Substansi ini mempunyai berat molekul rendah yang berfungsi mengirim signal pada sel sistem imun untuk bereaksi terhadap target sel mati, pengaktifan makrofag, proliferasi sel limfosit dan migrasi sel.

Masing-masing limfosit T dan B hanya mampu mengenali satu epitop yang spesifik. Jadi adanya respon imun yang diinduksi oleh banyak epitop (seperti bakteri yang mempunyai banyak epitop), maka diperlukan pengaktifan limfosit untuk berdiferensiasi menjadi bermacammacam limfosit spesifik terhadap epitop.

Pengaktifan masing-masing limfosit tersebut dapat menumbuhkan banyak klon dari sel yang sama untuk merespon antigen, sehingga mengakibatkan proliferasi dan diferensiasi limfosit dengan spesifisitas yang berbeda, oleh karena itu dikenal dengan antibodi poliklonal (polyclonal antibody).

Sebaliknya para peneliti sudah banyak membuat manipulasi imun dengan cara hibridoma (hybridoma), yang merupakan (derivate) klon tunggal (single clone) dari sel B yang teraktifasi memproduksi antibodi yang homogen atau single molecular species of antibody yang hasilnya dikenal dengan antibodi monoklonal (monoclonal antibody).

AntigenPresenting Cells (APCs) Sel asessoris yang berfungsi mempresentasikan antigen terhadap limfosit agar respon imun berhasil dengan baik. Banyak antigen yang harus ditelan dan diproses secara intraseluler kemudian dipresentasikan ke permukaan agar dikenali oleh limfosit. Macam antigen tersebut antara lain sel kanker, virus, sedang untuk antigen yang berupa protein akan diproses dan dipresentasikan menjadi peptide. Jenis sel yang dapat bertindak sebagai APCs antara lain makrofage, sel dendrite, sel B, dan sel Langerhans.

Respon imun terhadap antigen tergantung dari tipe antigen dan macam partikel yang berinteraksi. Pengaktifan sel B dapat melalui dua arah yaitu: pertama secara langsung kontak dengan antigen terlarut (soluble antigen) atau native antigen. Kedua pengaktifan sel B melalui sel Thelper (Th).

Sel B teraktifasi setelah berinteraksi dengan antigen sel Th, selanjutnya sel B mempresentasikan antigen ke permukaan melalui MHC-II agar dikenali oleh sel Th (CD4+) yang selanjutnya akan mensekresi limfokin yang sesuai sebagai stimulator, sedang sel B memproduksi antibodi. Adanya pengikatan sel B dan antigen akan mengaktifkan komplemen (complement) yang berfungsi untuk melisiskan sel target dan pengaktifan sel fagosit. Proses ini kebanyakan terjadi pada makrofage untuk membersikan infeksi mikroorganisme.

Sel T teraktifasi terhadap antigen, jika antigen sudah diproses oleh APC, tetapi juga tergantung dari jenis MHC yang terlibat, sel T cytotoxic (CD8+) atau sel Thelper (CD4+). Jika APC mempresentasikan antigen berikatan dengan MHC-I, maka sel yang distimulasi adalah sel T cytotoxic (CD8+), tetapi jika yang dipresentasikan MHC-II, maka yang distimulasi adalah sel T-helper (Th).

Sel T cytotoxic bertugas secara langsung membunuh sel target, sedangkan sel T helper berfungsi untuk mensekresi bermacammacam interleukin untuk memprovokasi aktivitas sel B dan sel T untuk berinteraksi dengan sel imun lainnya, seperti makrofage, granulosit, limfosit terhadap antigen.

Antibodi Antibodi adalah protein imunoglobulin yang disekresi oleh sel B yang teraktifasi oleh antigen. Berat molekul antibodi berkisar 150.000 Da sampai 950.000 Da yang tergantung pada kelasnya. Semua molekul antibodi terdiri dari dua untaian peptida pendek yang sama dikenal dengan light chain, sedang yang terdiri dari untaian peptida yang panjang disebut heavy chains. Keduanya terjadi ikatan kovalen bersama yang disebut dengan ikatan disulfida yang berbentuk seperti pada Gambar 1.

Gambar molekul antibodi

Antibodi dpt berupa antibakteri, antivirus ataupun antitoksin tergantung dari antigen yg masuk. Sifat-sifat antibodi: 1. Terdiri atas suatu zat yg menempel pada gamma globulin 2. Berada dlm keadaan larut dalam cairan badan (serum) 3. Dapat direaksikan dgn antigen secara spesifik

4. Dibuat sel plasma dalam reticuloendothelial system (sumsum tulang, kelenjar limfa, liver, lien) 5. Antibodi bersifat thermolabil dan tidak tahan bila kena sinar matahari, shg harus disimpan pada tempat yg dingin dan gelap.

Struktur imunoglobulin terdiri dari fragmen ab (Fab) dan fragmen c (Fc) kedua fragmen ini dirangkai oleh untaian dua sulfida (s-s). Bagian yang terdiri dari asam amino yang bertugas untuk mengikat antigen dikenal dengan side binding antigen, sedang Fc terdiri dari karbohidrat yang sering berikatan dengan komplemen.

Respons Imun Di dalam tubuh terdapat berbagai sel dan molekul-molekul yang dikelompokkan di dalam sistem imun dan berfungsi sebagai keseimbangan (homeostasis), perondaan dan pertahanan tubuh terhadap mikroba patogen dan bahan-bahan asing yang masuk ke dalam tubuh. Tanggapan yang diberikan oleh sistem ini terhadap substansi asing yang masuk tubuh dinamakan respons imun.

Sistem imun dibedakan menjadi: 1. Pertama, sistem imun nonspesifik yang bekerja secara spontan terhadap substansi asing, tanpa memerlukan pengenalan terlebih dahulu, tidak diskriminasi terhadap substansi asing dan tidak membentuk sel memori. Ketahanan tubuh yang diperoleh dari aktivitas sistem imun nonspesifik ini dinamakan imunitas natural/nonspesifik/innate.

Yang tergolong dalam imunitas natural di antaranya: 1) Pertahanan anatomik seperti: air liur, air mata, sekresi mukus; 2) Pertahanan fisiologik seperti: pH lambung, lizosim, komplemen; 3) Pertahanan melalui fagositik/endositik oleh sel neutrofil, eosinofil, makrofag; 4) Pertahanan melalui respons inflamasi; 5) Sitotoksisitas oleh sel Natural Killer (NK); 6) Mediator aktif yang larut seperti IFN-b, TNF, suatu sitokin yang dilepas oleh sel makrofag.

2. Kedua, sistem imun spesifik yang dapat mengenal substansi asing secara spesifik dan mengeliminasi secara spesifik. Ciri khas dari sistem imun spesifik adalah adanya: spesifisitas, diversitas, terbentuknya sel memori dan mampu membedakan self dan nonself. Ketahanan tubuh yang diperoleh sistem imun spesifik dinamakan imunitas spesifik (aquired).

Yang digolongkan dalam imunitas spesifik adalah populasi limfosit T dan limfosit B bersama dengan berbagai sel penyaji antigen (Antigen Presenting Cell=APC). Sel efektor limfosit T adalah subpopulasi limfosit T helper (CD4+), limfosit T sitotoksik (CD8+) dan limfosit T supresor. Fungsi efektor dari limfosit T helper (Th) adalah mensekresi berbagai limfokin yang dapat mempengaruhi fungsi dan aktivitas berbagai sel imunokompeten yang lain. Sel T helper baru dapat bekerja apabila berikatan dengan berbagai sel penyaji antigen.

Sel penyaji antigen adalah sel yang dapat melakukan fagositosis/internalisasi antigen, menghancurkan dan mempresentasikan bersama molekul MHC kelas II, yang kemudian akan dikenali oleh limfosit T helper melalui reseptor yang berada di permukaan sel (T cell reseptor=TCR) yang membentuk komplek dengan molekul CD3. Ikatan antara komplek TCR:CD3 dari limfosit T helper, akan mengaktivasi limfosit T helper untuk mensekresi berbagai limfokin.

Jenis limfokin yang disekresi tergantung pada subset limfosit T helper yang mensekresi. Subset limfosit T helper 1 (Th1) akan mensekresi IL-2, IFN-g, TNF-a, IL-12, sedangkan subset limfosit T helper 2 (Th2) akan mensekresi IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 (Abbas et al., 1994; Roitt et al., 1992).

Respons imun nonspesifik Mekanisme melindungi tubuh terhadap mikroba atau makromolekul asing yang dilakukan oleh barier fisik, berbagai sel fagosit, eosinofil dalam darah dan jaringan, berbagai sel NK dan berbagai molekul, dinamakan respons imun nonspesifik yang dapat berupa fagositosis atau berbagai sel makrofag, neutrofil, eosinofil dan monosit.

Berbagai sel fagosit untuk menuju antigen sasaran dibantu oleh komplemen yang mengeluarkan faktor leukotaktik dan kemotaktik, dan proses fagositosis memerlukan imunoglobulin sebagai opsonin. Respons imun nonspesifik lainnya adalah reaksi inflamasi akibat dilepaskannya mediator-mediator tertentu oleh beberapa jenis sel, seperti basofil yang melepas histamin dan trombosit yang melepas vasoaktivamin (Abbas et al., 1994).

Respons imun spesifik Merupakan suatu komponen yang terintegrasi dari pertahanan tubuh di mana berbagai macam sel dan fungsi molekul bekerja secara kooperatif. Gambaran penting dari respons imun spesifik meliputi spesifisitas, memori dan diskriminasi antara self dan nonself (Abbas et al., 1994).

Dimulai dari aktivitas makrofag atau berbagai sel yang tergolong APC lainnya dan berbagai sel lain yang terinfeksi mikroba yang memproses antigen sedemikian rupa sehingga dapat mempresentasikan melalui molekul MHC yang sesuai ke permukaan sel sehingga dapat dikenali oleh berbagai sel imunokompeten yang lain.

Interaksi antara kompleks antigen-MHC dengan reseptor dari berbagai sel imunokompeten akan berakibat terjadinya rangsangan terhadap berbagai sel imunokompeten tersebut sehingga akan berproliferasi, berdiferensiasi atau melepas sitokin yang kemudian akan mempengaruhi berbagai sel imunokompeten yang lain lagi (Sigal & Ron, 1994; Kuby, 1994).

Berdasarkan jenis sel yang terlibat, respons imun dibagi menjadi: 1. Respons imun seluler Berupa proliferasi dan diferensiasi dari limfosit T seperti sel T helper, sel T sitotoksik dan sel T supresor dengan fungsi efektornya masing-masing.

2. Respons imun humoral Berupa proliferasi dan diferensiasi sel B menjadi sel plasma yang akhirnya akan memproduksi antibodi. Antibodi akan mengikat antigen yang masuk untuk membentuk komplek yang mengaktivasi komplemen, atau sebagai opsonin terhadap berbagai sel fagosit, seperti neutrofil dan sel K.